一種Au-Sn合金電鍍液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電鍍液，進一步涉及一種合金電鍍液，具體涉及一種Au-Sn合金 電鍍液，屬于電鍍領域。
【背景技術】
[0002] 在1C(集成電路）等電子零件組裝時，以Au-Sn合金片作為Au型焊料，用于半導 體芯片與陶瓷底盤以及陶瓷封裝與蓋等的焊接結合。為了使半導體芯片等電子零件在焊接 時不會受到熱的傷害。必須采用組成為80Wt. %Au和20Wt. %Sn，熔點為280°C的Au-Sn 合金。工業上通過熔融，鑄造和壓延等工序加工成一定厚度，與焊接部位尺寸形狀相近的 Au-Sn合金焊片。然而通過熔融和壓延等冶金法加工成的Au-Sn合金箱片存在著脆性，當合 金箱片熔融焊接時，容易改變焊片原有的尺寸形狀，引起焊片位置偏移，焊接部位不重合。
[0003] 此外，當焊片的尺寸形狀極為微細復雜時，合金焊片的加工極為困難于是人們設 想以電鍍法取代冶金法來獲得Au-Sn合金焊料這就是說，在半導體等電子零件上，掩蔽無 須焊接的部位，裸露出需要焊接部位的微細圖形，然后圖形電鍍Au-Sn合金。傳統的Au-Sn 合金鍍液含有Sn2P207、SnS04、SnCl2等無機Sn化合物。這些鍍液中Sn2+容易氧化成為Sn4+， 生成不溶性沉淀物，隨著電鍍時間的推移和沉淀反應的持續進行，鍍液中的Sn濃度發生變 化，致使Au-Sn合金鍍層成不穩定。為了防止Sn2+氧化沉淀反應，采用pH= 10~11的含 有NaCN氰化鍍液，但是高堿性溶液容易溶解而損傷抗蝕劑，很顯然不適用于具有抗蝕劑微 細圖形的半導體芯片等電子零件的電鍍。鑒于上述狀況，為了防止鍍液中的Sn2+氧化沉淀 反應，獲的組成穩定的Au-Sn合金鍍層，鍍液又不損傷抗蝕劑。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是針對技術現狀提供一種存放和使用過程中性能穩 定、不產生沉淀的Au-Sn合金電鍍液。
[0005] 本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種Au-Sn合金電鍍液，包括如 下濃度的組分：
[0006] 含Au化合物 2~5g/L;: 甲基磺酸亞錫 2:2~25g/L; 絡合劑 L15g/L; 穩足劑 80~丨00g/L: 錫防氧化劑 2~3g/L。
[0007] 其中，所述穩定劑包括如下濃度的組分：
[0008] 乙醇 2. 5 ~4mol/L;
[0009] 亞硫酸鈉 3. 0 ~5.Omol/L;
[0010] 硫酸亞鐵 0? 5 ~1. 5mol/L〇
[0011] 其中，所述含Au化合物為KAu(CN)2、NaAu(CN) 2、HAuCl中的一種或至少兩種的混 合物。
[0012] 其中，所述絡合劑為吡啶化合物、喹啉化合物、水溶性聚氨基羧酸及其鹽或醚中的 至少一種。
[0013] 其中，所述吡啶化合物為吡啶、煙酸、吡啶-3-磺酸，氨基毗啶；喹啉化合物為喹 啉、喹啉酸、喹啉-3-磺酸、喹啉-2-磺酸、羥基喹啉；水溶性多元氨基羧酸為乙二胺四乙酸、 乙二胺三乙酸、乙二胺二乙酸、硝基三乙酸、亞氨基二乙酸。
[0014] 其中，所述錫防氧化劑為水溶性酚類、水溶性酚羧酸類、抗壞血酸及其鹽類或醚類 中的至少一種。
[0015] 其中，所述水溶性酚類為鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、苯酚；水溶性酚羧酸類為 羥基安息香酸，羥基桂皮酸、羥基苯二酸；抗壞血酸及其鹽類或醚類為抗壞血酸、抗壞血酸 鈉、抗壞血酸軟脂酸鈉、抗壞血酸硬脂酸鈉。
[0016] 與現有技術相比，本發明的優點在于：本Au-Sn合金電鍍液在存放和使用過程中 不會產生沉淀，且性能穩定，不會損傷鍍件基體上的細微抗蝕劑圖形。
[0017] 另外，本Au-Sn合金電鍍液所用的穩定劑可有效提高鍍液的穩定性，有助于其工 業化推廣。
【具體實施方式】
[0018] 以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0019] 實施例1
[0020] 本實施例的Au-Sn合金電鍍液包括如下濃度的組分：
[0021] 含Au化合物 2g/L; 甲基磺酸亞錫 22g/：L;: 絡合劑 10g/L:; 穩足劑 80g/L; 錫防氧化劑 2g/L。
[0022] 其中，穩定劑包括如下濃度的組分：
[0023] 乙醇 2. 5mol/L ;
[0024] 亞硫酸鈉 3. Omol/L ;
[0025] 硫酸亞鐵 0? 5mol/L。
[0026] 上述電鍍液及穩定劑中各個組分可從下列物質中作出選擇：
[0027] 含Au化合物為KAu(CN)2、NaAu(CN) 2、HAuCl中的一種或至少兩種的混合物；絡合 劑為吡啶化合物、喹啉化合物、水溶性聚氨基羧酸及其鹽或醚中的至少一種。
[0028] 吡啶化合物為吡啶、煙酸、吡啶-3-磺酸，氨基毗啶；喹啉化合物為喹啉、喹啉酸、 喹啉-3-磺酸、喹啉-2-磺酸、羥基喹啉；水溶性多元氨基羧酸為乙二胺四乙酸、乙二胺三乙 酸、乙二胺二乙酸、硝基三乙酸、亞氨基二乙酸。
[0029] 錫防氧化劑為水溶性酚類、水溶性酚羧酸類、抗壞血酸及其鹽類或醚類中的至少 一種。其中，水溶性酚類為鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、苯酚；水溶性酚羧酸類為羥基安 息香酸，羥基桂皮酸、羥基苯二酸；抗壞血酸及其鹽類或醚類為抗壞血酸、抗壞血酸鈉、抗壞 血酸軟脂酸鈉、抗壞血酸硬脂酸鈉。
[0030] 實施例2
[0031] 本實施例的Au-Sn合金電鍍液包括如下濃度的組分：
[0032] 含Au化合物 3g/L; 甲基磺酸亞錫 23g/L; 絡合劑 12g/L; 穩定劑 90g/L; 錫防氧化劑 2.:5g/L。
[0033] 其中，穩定劑包括如下濃度的組分：
[0034] 乙醇 3.Omol/L;
[0035] 亞硫酸鈉 4.Omol/L;
[0036] 硫酸亞鐵 1.Omol/L。
[0037] 其中，含Au化合物、絡合劑、穩定劑和錫防氧化劑的選擇參考實施例1。
[0038] 實施例3
[0039] 本實施例的Au-Sn合金電鍍液包括如下濃度的組分：
[0040] 含Au化合物 5g/L； 甲基橫酸亞錫 25g/L; 絡合劑 15g/L, 穩定劑 lOOg/L; 錫防氧化劑 3g/L。
[0041] 其中，穩定劑包括如下濃度的組分：
[0042] 乙醇 4mol/L;
[0043] 亞硫酸鈉 5. 0mol/L;
[0044] 硫酸亞鐵 1. 5mol/L。
[0045] 其中，含Au化合物、絡合劑、穩定劑和錫防氧化劑的選擇參考實施例1。
[0046] 以上內容僅為本發明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本發明的 思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明 的限制。
【主權項】
1. 一種Au-Sn合金電鍍液，其特征在于，包括如下濃度的組分： 含Au化合物 2~5g/L; 甲基磺酸亞錫 22~25g/L; 絡合劑 10~I5g/L; 穩足劑 80~100gZU 錫防氧化劑 2~3g/L。2. 根據權利要求1所述的Au-Sn合金電鍍液，其特征在于，所述穩定劑包括如下濃度的 組分： 乙醇 2. 5 ~4mol/L ; 亞硫酸鈉 3. 0~5. Omol/L ; 硫酸亞鐵 0· 5~I. 5mol/L。3. 根據權利要求1所述的Au-Sn合金電鍍液，其特征在于：所述含Au化合物為 KAu (CN) 2、NaAu (CN) 2、HAuCl中的一種或至少兩種的混合物。4. 根據權利要求1所述的Au-Sn合金電鍍液，其特征在于：所述絡合劑為吡啶化合物、 喹啉化合物、水溶性聚氨基羧酸及其鹽或醚中的至少一種。5. 根據權利要求4所述的Au-Sn合金電鍍液，其特征在于：所述吡啶化合物為吡啶、煙 酸、吡啶-3-磺酸，氨基毗啶；喹啉化合物為喹啉、喹啉酸、喹啉-3-磺酸、喹啉-2-磺酸、羥 基喹啉；水溶性多元氨基羧酸為乙二胺四乙酸、乙二胺三乙酸、乙二胺二乙酸、硝基三乙酸、 亞氨基二乙酸。6. 根據權利要求1所述的Au-Sn合金電鍍液，其特征在于：所述錫防氧化劑為水溶性 酚類、水溶性酚羧酸類、抗壞血酸及其鹽類或醚類中的至少一種。7. 根據權利要求6所述的Au-Sn合金電鍍液，其特征在于：所述水溶性酚類為鄰苯二 酚、間苯二酚、對苯二酚、苯酚；水溶性酚羧酸類為羥基安息香酸，羥基桂皮酸、羥基苯二酸； 抗壞血酸及其鹽類或醚類為抗壞血酸、抗壞血酸鈉、抗壞血酸軟脂酸鈉、抗壞血酸硬脂酸 鈉。
【專利摘要】本發明公開了一種Au-Sn合金電鍍液，其包括如下濃度的組分：含Au化合物2～5g/L；甲基磺酸亞錫22～25g/L；絡合劑10～15g/L；穩定劑80～100g/L；錫防氧化劑2～3g/L。與現有技術相比，本Au-Sn合金電鍍液在存放和使用過程中不會產生沉淀，且性能穩定，不會損傷鍍件基體上的細微抗蝕劑圖形。
【IPC分類】C25D3/62
【公開號】CN105063691
【申請號】CN201510518068
【發明人】沈秋
【申請人】無錫橋陽機械制造有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月21日